Неправильное задание условий закрепления на концах трубопровода – ошибка, повторяемая достаточно часто по разным причинам. На схемах ниже приведены характерные примеры таких ошибок: расчетная модель, у которой все концевые сечения трубопровода свободны (точки А, В, С, D, E, F). Оставленные пользователем свободные концы – это условные границы трубопровода. В реальности далее имеет место продолжение трубопровода. Так делать ни в коем случае нельзя!
См. также Блочное проектирование
Подобные расчетные модели не имеют смысла, поскольку в корне неверно отражают реальную работу конструкции трубопровода. Точки А, В, С, D, E, F могут свободно перемещаться и ничто не препятствует температурным расширениям. Назовем эти точки "условными границами разрыва". В результате напряжения и нагрузки на опоры будут получены очень маленькие. В реальной же конструкции они гораздо больше.
Подобные ситуации возникают в случае когда:
Продемонстируем возможную величину ошибки при данном подходе на примере, представленном ниже. Труба 219х6, давление 16, сталь 20, температура 200. С одной стороны мертвая опора (узел 2), П-образный компенсатор (5-4), а далее узла 3 продолжение неизвестно.
Файл примера: Pipeline continuation.ctp
Если в узле 3 оборвать трубопровод и установить заглушку, то осевая нагрузка на опору 2 получается 653 кг, напряжения находятся в допустимых пределах.
Файл примера: Pipeline continuation-Anchor.ctp
Один из рекомендуемых вариантов действия в данной ситуации - установка условной мертвой опоры а узле 3. Нагрузка на опору 2 получается выше, 2153 кг, напряжения несколько выше, но в пределах нормы.
Установка мертвой опоры позволяет получить результаты не некоторым запасом по сравнению в первым вариантом. Но, к сожалению даже такой запас в некоторых ситуациях может оказаться недостаточным (см. вариант 4).
Файл примера: Pipeline continuation-L loop.ctp
Далее рассмотрим один из возможных вариантов продолжения. Это L-образный компенсатор. Нагрузка на опору оказалась ниже чем во втором варианте, но выше, чем в первом - 809кг. Напряжения в норме.
Файл примера: Pipeline continuation-Long line.ctp
Самый худший вариант продолжения трубопровода - бескомпенсаторный прямой участок. Нагрузка на опору оказалась выше всех вышеприведенных вариантов - 3074кг. А также напряжения превышают допустимые значения.
Вариант 2 оказался не самым опасным, т.к. участок 35-3 не имеет компенсаторов и, расширяясь, смещает точку 16 справа налево. Смоделировать данную ситуацию в варианте 2 можно только заданием дополнительного смещения мертвой опоры в узле 3 справа налево.
Конфигурация трубопровода после условной границы разрыва существенно влияет на результаты расчета. Поэтому самые точные результаты возможно получить только задав весь трубопровод целиком. Если такой возможности нет, то рекомендуется хотя-бы установить мертвую опору в точках условной границы разрыва трубопровода.
Возможные варианты выходы в данной ситуации: